EP3377385A1 - Systeme electrohydraulique de direction assistee et vehicule electrique muni d'un tel systeme - Google Patents

Systeme electrohydraulique de direction assistee et vehicule electrique muni d'un tel systeme

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Publication number
EP3377385A1
EP3377385A1 EP16805300.7A EP16805300A EP3377385A1 EP 3377385 A1 EP3377385 A1 EP 3377385A1 EP 16805300 A EP16805300 A EP 16805300A EP 3377385 A1 EP3377385 A1 EP 3377385A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
pump
electric motor
hydraulic fluid
electric
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16805300.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Bardot
Alain ROCHAIS
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Bluebus SA
Original Assignee
Bluebus SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Bluebus SA filed Critical Bluebus SA
Publication of EP3377385A1 publication Critical patent/EP3377385A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
    • B62D5/064—Pump driven independently from vehicle engine, e.g. electric driven pump
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/20—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
    • B62D5/22—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for rack-and-pinion type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B60Y2200/143—Busses

Definitions

  • the present invention relates to an electrohydraulic power steering system for vehicles, in particular for electric vehicles. It also relates to an electric vehicle, in particular a ground-based electric public transport vehicle, of the bus or tram-bus type, provided with such a system.
  • the field of the invention is the field of terrestrial public transport vehicles, of the bus or tram-bus type, provided with rechargeable electrical energy storage modules for supplying at least one electric motor of said electric vehicle.
  • an electrohydraulic system comprising a hydraulic fluid reservoir, a hydraulic actuator, for actuating a steering rack shaft of the vehicle, and an electric pump motor pumping the hydraulic fluid to the actuator according to the driver's request.
  • the electric pump motor is powered by a high voltage signal of the order of 230 volts.
  • An object of the present invention is to overcome these disadvantages. Another object of the invention is to provide a steering assistance system for an electric vehicle with less danger.
  • Another object of the invention is to provide a steering assistance system for a less expensive electric vehicle and easier to integrate into an electric vehicle.
  • Yet another object of the invention is to propose a steering assistance system for a heavy vehicle, of the transport bus type, which does not require a dedicated power converter, that is to say in addition to a converter already equipping the vehicle.
  • the invention provides an electrohydraulic steering assistance system for a heavy electric vehicle, comprising:
  • At least one hydraulic actuator for actuating a steering rack shaft of said vehicle
  • the term "heavy vehicle” refers to a road vehicle with a gross vehicle weight exceeding 3.5 tonnes (GVWR).
  • high voltage designates a DC voltage greater than or equal to 60V. According to current standards, such a voltage is called “dangerous voltage”.
  • low voltage means a DC voltage less than or equal to 50V.
  • trim-bus designates a terrestrial public transport vehicle mounted on wheels and which is recharged at each station, so as not to require heavy rail-type infrastructures, catenaries, on the road.
  • Such an electric vehicle is recharged at each station by means of load elements of the station and a connector connecting said vehicle to said station.
  • the system according to the invention may comprise at least two electric pump motors arranged in parallel to supply, in hydraulic fluid, the hydraulic actuator from the hydraulic fluid reservoir and adjust the flow of the hydraulic fluid supplied. to said hydraulic actuator.
  • the invention provides an assistance system implementing several electric motor pumps arranged in parallel, supplying at least one actuator for the same steering rack shaft. Therefore, it is possible to use motor pumps operating at a lower voltage and therefore less dangerous.
  • the motor pumps used can operate at a lower voltage, it is possible to use a low voltage electrical signal already existing in the vehicle, such as for example a 24V signal. This avoids the use of a converter dedicated to providing an electrical signal only for the steering assistance system. Integration of the system in an electric vehicle is then simplified and less expensive.
  • the assistance system according to the invention allows better fault management, because when one of the engine pumps electrical system continues to power the system, which helps to preserve some of the assistance to the management: which is more ergonomic for the driver and less risky for people to edge of the vehicle.
  • this allows a better system delivery because the management of failures is managed by electric motor pumps.
  • the system according to the invention may comprise one or more motor pumps.
  • the pump motor or at least one pump motor, can be controlled to adjust its rotational speed, according to any combination of the following parameters:
  • each of these parameters can be measured or provided by another device fitted to the vehicle, such as, for example, an angle sensor at the steering wheel, an odometer, a scale at the level of the vehicle, etc.
  • the motor-pump or at least one motor-pump, can be controlled to increase, respectively to decrease, its rotation speed when the value of at least one parameter increases, respectively decreases.
  • the or each motor-pump can be controlled to reduce the flow of hydraulic fluid supplied to the hydraulic actuator , which reduces the electrical consumption of the system according to the invention, as well as its noise level.
  • the or each pump motor can be controlled to reduce its operating speed, and therefore its consumption and its noise level.
  • the or each pump motor can be controlled to increase the flow of hydraulic fluid supplied to the hydraulic actuator.
  • the or each pump motor can be controlled to increase its operating speed, and therefore its consumption and its noise level.
  • the system according to the invention can comprise exactly two motor pumps arranged in parallel.
  • the or each electric motor-pump of the system according to the invention may be a motor-pump operating at a voltage of 24V, and more generally at low voltage.
  • system according to the invention may comprise a computer for controlling the or each electric motor-pump according to at least one parameter relating to the vehicle, such as those listed above.
  • it is the speed of rotation of the pump motor which is controlled by the computer, in order to adjust the flow of hydraulic fluid supplied to the hydraulic actuator.
  • the system according to the invention may comprise a common computer for at least two motor pumps.
  • system according to the invention may comprise an individual computer for at least one, in particular each, motor-pump.
  • the or each computer may emit a control signal for each pump motor.
  • Each signal transmitted to a motor-pump can comprising a set value of a rotational speed that said pump motor must reach, in order to reach a hydraulic fluid flow rate value supplied to said at least one actuator.
  • at least one computer may comprise at least one communication interface enabling it to receive at least one signal from a device external to said system.
  • the communication interface may be a CAN communication interface.
  • the external device may be a central computer of the vehicle.
  • the, or at least one, computer can be configured to control the or each electric motor-pump according to at least one of the following parameters:
  • the system according to the invention may further comprise a low-voltage battery for powering the or each electric motor-pump.
  • the electrohydraulic steering assistance system can be positioned in the front part, in particular near a front axle of said vehicle, and even more particularly under a driver station of said vehicle.
  • the vehicle according to the invention may comprise:
  • At least one rechargeable electrical energy storage module delivering a high voltage electrical signal
  • a power converter for providing, from said high voltage signal, a low voltage electrical signal for powering the electrohydraulic steering assistance system.
  • the low voltage signal provided by such a power converter can be used by at least one other device / system equipping the vehicle.
  • a converter may for example supply a low voltage circuit fitted to the vehicle.
  • Such a power converter can provide an electrical signal of
  • the vehicle according to the invention can be a bus, a bus or an electric tram-bus.
  • the vehicle according to the invention may comprise one or more, in particular four, electrical energy storage modules arranged in the rear part of the vehicle.
  • the vehicle according to the invention may comprise one or more, in particular four, electrical energy storage modules arranged in an upper wall of said vehicle.
  • the electrical energy storage modules can be used in parallel or in series.
  • Each energy storage module can be rechargeable from an external power source.
  • Each electrical energy storage module may comprise one or more batteries, in particular LMP ® (for "Lithium Metal Polymer”), or one or more supercapacitors (s).
  • LMP ® for “Lithium Metal Polymer”
  • s supercapacitors
  • FIGURE 1 is the block diagram of a non-limiting example of the system according to the invention.
  • FIGURE 2 is a schematic representation of a block comprising various elements of the system of FIGURE 1;
  • FIG. 3 is a partial schematic representation of a vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a nonlimiting example of the electrohydraulic steering assistance system for an electric vehicle according to the invention.
  • the system 100 shown in FIGURE 1 comprises a reservoir 102 of hydraulic fluid, such as oil, and a hydraulic actuator 104, for driving a steering rack shaft 106 of an electric vehicle.
  • hydraulic fluid such as oil
  • hydraulic actuator 104 for driving a steering rack shaft 106 of an electric vehicle.
  • the system 100 shown in FIG. 1, comprises two low-voltage electric motor pumps 108 1 and 108 2 , for example operating at 24 V, arranged in parallel with a hydraulic circuit 110, between the tank 102 and the actuator 104.
  • Each electric pump motor 108- 108 2 makes it possible to modify and adjust the flow rate of the hydraulic fluid supplied to the actuator 104.
  • Each pump motor 108i-108 2 is associated with a computer, respectively 114i and 114 2 , for adjusting the operation of the pump motor 108i-108 2 , as a function of signals received from at least one external device 116, such as by example a central computer of the vehicle, through a communication network 118, for example CAN type.
  • each computer 114i and 114 2 controls each electric pump motor 108-110 2 to adjust the flow rate of the hydraulic fluid, as a function of at least one of the following parameters:
  • each computer 114i and 114 2 controls the rotational speed of each electric motor-pump 108i-108 2 , so as to increase, respectively decrease, the speed of rotation of said motor when the value of at least one of the parameters increases, respectively decreases.
  • This or these parameters are provided by the central computer 116.
  • at least one of these parameters can be supplied to each computer 114 by a device dedicated to the measurement of this parameter, such as for example an odometer for speed, a sensor Angle of view for the angle of rotation of the vehicle and a scale for the weight or equivalent.
  • the system 100 may further comprise a battery 120 delivering a 24V signal, supplying the various components of the system 100, and in particular each pump motor 108 and each computer 114.
  • Each pump motor 108i and 108 2 is connected to the hydraulic circuit 110 via a check valve, respectively 122i and 122 2 , disposed between said motor-pump and the hydraulic actuator 104.
  • the tank 102 is also connected to the hydraulic actuator 104 via a third check valve 122 3.
  • the hydraulic fluid reservoir 102 is provided with a sensor 124 for measuring the level of hydraulic fluid in the reservoir 102.
  • the values measured by this sensor 124 are transmitted to another device, such as the central computer 116, through the network. of communication 118.
  • the hydraulic circuit 110 comprises an upstream portion 126i located between the reservoir 102 and the engine pumps 108, a downstream portion 126 2 located between the pump motors 108 and the actuator 104, and a return portion 126 3 located between the actuator 104 and the reservoir 102.
  • the hydraulic fluid travels the hydraulic circuit 110 of the reservoir 102 to the actuator 104 in the upstream portions 126i and downstream 126 2 , and the actuator 104 to the reservoir 102 in the return portion 126 3 .
  • the branch 126i associated with the check valve 122 3 which is not associated with any motor-pump, allows the hydraulic fluid to flow even when the motor pumps 108i and 108 2 are out of order, and thus to maintain a power steering which is then purely mechanical.
  • the system 100 further comprises on the side of the hydraulic actuator 104, a safety valve 128 for releasing the pressure in the downstream portion 126 2 of the hydraulic circuit.
  • a short circuit device 130 also called “bypass" in English, allows the hydraulic fluid to pass directly from the actuator 104 to the return portion 126 3 of the hydraulic circuit 110, without being supplied to the shaft 106, when the direction is in abutment in one direction or the other.
  • FIG. 2 is a schematic representation of a block comprising various elements that can be used in a system according to the invention, such as for example the system 100 of FIG. 1.
  • FIGURE 2 is a schematic representation in isometric view of a block 200 comprising the pump motors 108 1 and 108 2 and the computers 114 1 and 114 2 .
  • All of these elements form a block 200 through a support 202.
  • a cover 204 is disposed on the upper part of the motor pumps
  • Each computer 114i and 114 2 comprises a connection interface 206 to the communication network 118 and a power connector 208 for receiving the 24V power supply signal supplied by the battery 120.
  • Such a block 200 is compact and compact. Thus, it can be easily integrated into a vehicle according to the invention. In addition, such a block can be easily handled by an operator, the latter not having to manipulate individually the motor-pumps 108i and 108 2 and the computers 114i and 114 2 .
  • FIGURE 3 is a partial schematic representation of a vehicle according to the invention.
  • the vehicle 300 shown in FIG. 3 is an electric bus comprising rechargeable electrical storage modules (not shown), each module may include one or more batteries or one or more supercapacitors.
  • the vehicle 300 may comprise an electrohydraulic steering assistance system, such as, for example, the system 100 of FIG.
  • the system 100 is arranged in the vehicle at the front of the vehicle 300, for example under a cockpit 302 of the vehicle 300, and / or in the immediate vicinity of a front axle 304 directional of the vehicle 300.
  • the invention is not limited to the examples detailed above.
  • the invention is not limited to buses and can for example be applied to buses, tram-buses and other road-based heavy goods vehicles of the bus type.
  • the power supply signal can be provided by a power converter without battery usage.
  • the number of motor-pumps, and therefore of computers may be greater than 1.
  • the system according to the invention may comprise one or more motor-pumps.
  • a single computer can be used for at least two engine pumps.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

L'invention concerne un système (100) électrohydraulique d'assistance à la direction pour un véhicule électrique comprenant : - au moins un réservoir (102) de fluide hydraulique, et - au moins un actionneur (104) hydraulique pour actionner un arbre (106) de crémaillère de direction dudit véhicule; - au moins deux moteur-pompes (1081-1082) électriques en parallèle pour alimenter, en fluide hydraulique, ledit actionneur (104) à partir dudit réservoir (102) et ajuster le débit du fluide hydraulique fourni audit actionneur (104). Caractérisé en ce que chaque moteur-pompe électrique (1081-1082) est un moteur-pompe fonctionnant à une tension de 24V. Elle concerne également un véhicule équipé d'un tel système.

Description

« Système électrohydraulique de direction assistée et véhicule électrique muni d'un tel système »
La présente invention concerne un système électrohydraulique de direction assistée pour véhicules, en particulier pour véhicules électriques. Elle concerne également un véhicule électrique, en particulier un véhicule électrique terrestre de transport en commun, de type bus ou tram-bus, muni d'un tel système. Le domaine de l'invention est le domaine des véhicules électriques terrestres de transport en commun, de type bus ou tram-bus, muni de modules de stockage d'énergie électrique rechargeables pour alimenter au moins un moteur électrique dudit véhicule électrique.
Etat de la technique
De nos jours, la plupart des véhicules électriques sont équipés d'un système d'assistance à la direction du véhicule, couramment appelé « direction assistée ». Cette dernière devient incontournable dans le cadre des véhicules lourds, tels que des véhicules de transport en commun de type bus.
Dans les véhicules actuels, et en particulier dans les véhicules électriques de transport en commun, l'assistance à la direction du véhicule est assurée par un système électrohydraulique comprenant un réservoir de fluide hydraulique, un actionneur hydraulique, pour actionner un arbre de crémaillère de direction du véhicule, et un moteur-pompe électrique pompant le fluide hydraulique vers l'actionneur en fonction de la demande du conducteur. Le moteur-pompe électrique est alimenté par un signal haute tension de l'ordre de 230 Volts.
Or, l'utilisation d'un moteur-pompe haute tension fonctionnant sous
230V est dangereuse du fait de la tension utilisée.
De plus, dans les véhicules électriques, cela nécessite une conversion de tension pour obtenir la tension d'alimentation de 230V à partir du signal haute tension délivré par les batteries du véhicule (généralement 400V), ce qui nécessite l'utilisation d'un convertisseur de tension spécifique qui est un élément coûteux et volumineux.
En outre, lorsque le moteur-pompe électrique tombe en panne, l'assistance à la direction disparait entièrement, ce qui d'une part est peu ergonomique et d'autre part peut être dangereux pour les personnes à bord du véhicule.
Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de proposer un système d'assistance à la direction pour un véhicule électrique présentant moins de danger.
Un autre but de l'invention est de proposer un système d'assistance à la direction pour un véhicule électrique moins coûteux et plus simple à intégrer dans un véhicule électrique.
Il est aussi un but de l'invention de proposer un système d'assistance à la direction pour un véhicule électrique proposant une meilleure gestion des pannes.
Encore un autre but de l'invention est de proposer un système d'assistance à la direction pour un véhicule lourd, de type bus de transport, ne nécessitant pas de convertisseur de puissance dédié, c'est-à-dire en plus d'un convertisseur équipant déjà le véhicule.
Exposé de l'invention
L'invention propose un système électrohydraulique d'assistance à la direction pour un véhicule électrique lourd, comprenant :
- au moins un réservoir de fluide hydraulique,
- au moins un actionneur hydraulique pour actionner un arbre de crémaillère de direction dudit véhicule ; et
- au moins un moteur-pompe électrique pour alimenter, en fluide hydraulique, l'actionneur hydraulique à partir du réservoir de fluide hydraulique et ajuster le débit du fluide hydraulique fourni audit actionneur hydraulique. Dans la présente demande, l'expression « véhicule lourd » désigne un véhicule routier de plus de 3,5 tonnes de poids total autorisé en charge (PTAC).
De plus, l'expression « haute tension » désigne une tension électrique continue supérieure ou égale à 60V. Selon, les normes actuelles, une telle tension est appelée « tension dangereuse ».
En outre, l'expression « basse tension » désigne une tension électrique continue inférieure ou égale à 50V.
Par ailleurs, l'expression « tram-bus » désigne un véhicule électrique terrestre de transport en commun monté sur roues et qui se recharge à chaque station, afin de ne pas nécessiter des infrastructures lourdes de type rails, caténaires, sur la voirie. Un tel véhicule électrique se recharge à chaque station au moyen d'éléments de charge de la station et d'un connecteur reliant ledit véhicule à ladite station.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, le système selon l'invention peut comprendre au moins deux moteurs-pompes électriques agencés en parallèle pour alimenter, en fluide hydraulique, l'actionneur hydraulique à partir du réservoir de fluide hydraulique et ajuster le débit du fluide hydraulique fourni audit actionneur hydraulique.
Ainsi, l'invention propose un système d'assistance mettant en œuvre plusieurs moteur-pompes électriques disposés en parallèle, alimentant au moins un actionneur, pour un même arbre de crémaillère de direction. Par conséquent, il est possible d'utiliser des moteur-pompes fonctionnant à une tension plus faible et donc moins dangereux.
De plus, les moteur-pompes utilisés pouvant fonctionner à une tension plus faible, il est possible d'utiliser un signal électrique basse tension déjà existant dans le véhicule, tel que par exemple un signal de 24V. Cela permet d'éviter l'utilisation d'un convertisseur dédié à la fourniture d'un signal électrique uniquement pour le système d'assistance à la direction. L'intégration du système dans un véhicule électrique est alors simplifiée et moins coûteuse.
Par ailleurs, le système d'assistance selon l'invention permet une meilleure gestion des pannes, car lorsque l'un des moteur-pompes électriques tombe en panne, au moins un autre moteur-pompe électrique continue d'alimenter le système, ce qui permet de préserver une partie de l'assistance à la direction : ce qui est plus ergonomique pour le conducteur et moins risqué pour les personnes à bord du véhicule. De plus, cela permet une meilleure prestation du système car la gestion des pannes est gérée par les moteur-pompes électriques. En d'autres termes, en cas de panne, la prestation du système est dégradée mais encore très acceptable par rapport aux systèmes existants dans l'état de la technique. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, le système selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs moteur-pompes.
Le moteur pompe, ou au moins un moteur-pompe, peut être commandé pour ajuster sa vitesse de rotation, en fonction d'une combinaison quelconque des paramètres suivants :
- d'une vitesse de rotation d'un volant dudit véhicule,
- d'une vitesse dudit véhicule, et/ou
- d'un poids dudit véhicule.
La valeur de chacun de ces paramètres peut être mesurée ou fournie par un autre dispositif équipant le véhicule, tels que par exemple un capteur d'angle au niveau du volant, un odomètre, une balance au niveau du véhicule, etc.
Avantageusement, le moteur-pompe, ou au moins un moteur-pompe, peut être commandé pour augmenter, respectivement pour diminuer, sa vitesse de rotation lorsque la valeur d'au moins un paramètre augmente, respectivement diminue.
Ainsi, il est possible d'ajuster le débit fourni à l'actionneur hydraulique en fonction d'un au moins de ces paramètres. Un tel système permet une assistance à la direction plus efficace, tout en optimisant l'autonomie du véhicule électrique et tout en diminuant la nuisance sonore créée.
En effet, lorsque la vitesse de rotation du volant, respectivement la vitesse du véhicule ou le poids du véhicule, diminue (ou est faible) le ou chaque moteur-pompe peut être commandé pour diminuer le débit de fluide hydraulique fourni à l'actionneur hydraulique, ce qui permet de diminuer la consommation électrique du système selon l'invention, ainsi que son niveau sonore. Dans ce cas, le ou chaque moteur pompe peut être commandé pour diminuer sa vitesse de fonctionnement, et par conséquent sa consommation et son niveau sonore.
Lorsque la vitesse de rotation du volant, respectivement la vitesse du véhicule ou le poids du véhicule, augmente le ou chaque moteur-pompe peut être commandé pour augmenter le débit de fluide hydraulique fourni à l'actionneur hydraulique. Dans ce cas, le ou chaque moteur pompe peut être commandé pour augmenter sa vitesse de fonctionnement, et par conséquent sa consommation et son niveau sonore.
Dans une version particulière, le système selon l'invention peut comprendre exactement deux moteur-pompes disposés en parallèle. Avantageusement, le, ou chaque, moteur-pompe électrique du système selon l'invention peut être un moteur-pompe fonctionnant à une tension de 24V, et plus généralement à basse tension.
En outre, le système selon l'invention peut comprendre un calculateur pour commander le, ou chaque, moteur-pompe électrique en fonction d'au moins un paramètre relatif au véhicule, tels que ceux listés plus haut.
Préférentiellement, c'est la vitesse de rotation du moteur-pompe qui est commandé par le calculateur, en vue d'ajuster le débit de fluide hydraulique fourni à l'actionneur hydraulique.
Suivant un exemple de réalisation, le système selon l'invention peut comprendre un calculateur commun pour au moins deux moteur-pompes.
Alternativement ou en plus, le système selon l'invention peut comprendre un calculateur individuel pour au moins un, en particulier chaque, moteur-pompe.
Le ou chaque calculateur peut émettre un signal de commande pour chaque moteur-pompe. Chaque signal émis vers un moteur-pompe peut comprendre une valeur de consigne d'une vitesse de rotation que ledit moteur-pompe doit atteindre, en vue d'atteindre une valeur de débit de fluide hydraulique fourni audit au moins un actionneur. Avantageusement, au moins un calculateur peut comprendre au moins une interface de communication lui permettant de recevoir au moins un signal depuis un dispositif externe audit système.
Par exemple, l'interface de communication peut être une interface de communication de type CAN.
De plus, le dispositif externe peut être un calculateur central du véhicule.
Avantageusement, le, ou au moins un, calculateur peut être configuré pour commander le, ou chaque, moteur-pompe électrique en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants :
- une vitesse de rotation d'un volant du véhicule,
- une vitesse du véhicule, et/ou
- un poids du véhicule ;
dont la (les) valeur(s) est(sont) mesurée(s) ou fournie(s) par un autre dispositif équipant le véhicule.
Ce ou ces paramètres peu(ven)t être utilisé(s) dans une relation prédéterminée prenant en compte ce(s) paramètre(s) et en déduisant un signal de commande de chaque moteur-pompe. L'interface de communication peut être utilisée pour recevoir au moins un signal représentatif d'au moins un de ces paramètres mesuré(s) ou fourni(s) par un autre dispositif équipant le véhicule directement, ou par l'intermédiaire du calculateur central. Dans une version avantageuse, le système selon l'invention peut en outre comprendre une batterie basse tension, pour alimenter le, ou chaque, moteur-pompe électrique. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un véhicule électrique lourd équipé d'un système électrohydraulique d'assistance à la direction selon l'invention. Avantageusement, le système électrohydraulique d'assistance à la direction peut être positionné en partie avant, en particulier à proximité d'un essieu avant dudit véhicule, et encore plus particulièrement sous un poste conducteur dudit véhicule.
Ainsi, le circuit hydraulique entre le réservoir et l'arbre de crémaillère de direction est diminué, ce qui permet de diminuer le coût, la complexité et les pertes hydrauliques et électriques, et de faciliter l'installation du système dans le véhicule.
Le véhicule selon l'invention peut comprendre :
- au moins un module de stockage d'énergie électrique rechargeable, délivrant un signal électrique haute tension ; et
- un convertisseur de puissance pour fournir, à partir dudit signal haute tension, un signal électrique basse tension pour alimenter le système électrohydraulique d'assistance à la direction.
Le signal basse tension fourni par un tel convertisseur de puissance peut être utilisé par au moins un autre dispositif/système équipant le véhicule. Un tel convertisseur peut par exemple alimenter un circuit basse tension équipant le véhicule.
Un tel convertisseur de puissance peut fournir un signal électrique de
24V.
Suivant un exemple de réalisation préféré, mais nullement limitatif, le véhicule selon l'invention peut être un bus, un car, ou encore un tram-bus électrique.
Le véhicule selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs, en particulier quatre, modules de stockage d'énergie électrique agencés en partie arrière du véhicule. Alternativement ou en plus, le véhicule selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs, en particulier quatre, modules de stockage d'énergie électrique agencés dans une paroi supérieure dudit véhicule.
Les modules de stockage d'énergie électrique peuvent être utilisés en parallèle ou en série.
Chaque module de stockage d'énergie peut être rechargeable depuis une source électrique externe.
Chaque module de stockage d'énergie électrique peut comprendre une ou plusieurs batteries, en particulier LMP® (pour « Lithium Métal Polymère »), ou une ou plusieurs supercapacité(s).
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :
- la FIGURE 1 est le schéma de principe d'un exemple non limitatif du système selon l'invention ;
- la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un bloc comprenant différents élément du système de la FIGURE 1 ; et
- la FIGURE 3 est une représentation schématique partielle d'un véhicule selon l'invention.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
La FIGURE 1 est un schéma de principe d'un exemple non limitatif du système électrohydraulique d'assistance à la direction pour un véhicule électrique selon l'invention.
Le système 100 représenté sur la FIGURE 1 comprend un réservoir 102 de fluide hydraulique, tel que de l'huile, et un actionneur 104 hydraulique, pour actionner un arbre 106 de crémaillère de direction d'un véhicule électrique.
Le système 100, représenté sur la FIGURE 1, comprend deux moteur- pompes électriques 108i et 1082, basse tension, par exemple fonctionnant à 24V, agencés en parallèle par rapport à un circuit hydraulique 110, entre le réservoir 102 et l'actionneur 104. Chaque moteur-pompe électrique 108i- 1082 permet de modifier et d'ajuster le débit du fluide hydraulique fourni à l'actionneur 104.
A chaque moteur-pompe 108i-1082 est associé un calculateur, respectivement 114i et 1142, permettant de régler le fonctionnement du moteur-pompe 108i-1082, en fonction de signaux reçus depuis au moins un appareil extérieur 116, tel que par exemple un calculateur central du véhicule, au travers d'un réseau de communication 118, par exemple de type CAN. Suivant un exemple de réalisation non limitatif, chaque calculateur 114i et 1142 commande chaque moteur-pompe électrique 108i- 1082 pour ajuster le débit du fluide hydraulique, en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants :
- une vitesse de rotation du volant du véhicule,
- une vitesse du véhicule, et/ou
- un poids dudit véhicule ;
pris en compte individuellement, ou en combinaison, dans une relation préalablement renseignée dans le calculateur 114i-1142.
Plus précisément, chaque calculateur 114i et 1142 commande la vitesse de rotation de chaque moteur-pompe électrique 108i-1082, de sorte à augmenter, respectivement à diminuer, la vitesse de rotation dudit moteur lorsque la valeur d'au moins un des paramètres augmente, respectivement diminue.
Ce ou ces paramètres sont fournis par le calculateur central 116. Alternativement, au moins un de ces paramètres peut être fourni à chaque calculateur 114 par un appareil dédié à la mesure de ce paramètre, tel que par exemple un odomètre pour la vitesse, un capteur d'angle pour l'angle de rotation du véhicule et une balance pour le poids ou équivalent. Le système 100 peut en outre comprendre une batterie 120 délivrant un signal de 24V, alimentant les différents composants du système 100, et en particulier chaque moteur-pompe 108 et chaque calculateur 114.
Chaque moteur-pompe 108i et 1082 est relié au circuit hydraulique 110 par l'intermédiaire d'un clapet antiretour, respectivement 122i et 1222, disposé entre ledit moteur-pompe et l'actionneur hydraulique 104.
Le réservoir 102 est aussi relié à l'actionneur hydraulique 104 par l'intermédiaire d'un troisième clapet antiretour 1223.
Le réservoir de fluide hydraulique 102 est muni d'un capteur 124 pour mesurer le niveau de fluide hydraulique dans le réservoir 102. Les valeurs mesurées par ce capteur 124 sont transmises vers un autre appareil, tel que le calculateur central 116, au travers du réseau de communication 118.
Le circuit hydraulique 110 comporte une partie 126i amont se trouvant entre le réservoir 102 est les moteur-pompes 108, une partie aval 1262 se trouvant entre les moteurs-pompes 108 et l'actionneur 104, et une partie retour 1263 se trouvant entre l'actionneur 104 et le réservoir 102. Le fluide hydraulique parcourt le circuit hydraulique 110 du réservoir 102 vers l'actionneur 104 dans les parties amont 126i et aval 1262, et de l'actionneur 104 vers le réservoir 102 dans la partie retour 1263.
La branche 126i associée au clapet anti-retour 1223, qui n'est associé à aucun moteur-pompe, permet au fluide hydraulique de circuler même lorsque les moteur-pompes 108i et 1082 sont en panne, et donc de conserver une direction assistée qui est alors purement mécanique. Le système 100 comprend en outre du côté de l'actionneur hydraulique 104, une vanne de sécurité 128 pour relâcher la pression se trouvant dans la partie avale 1262 du circuit hydraulique.
De plus, un dispositif 130 de court-circuit, également appelé « by- pass » en anglais, permet au fluide hydraulique de passer directement de l'actionneur 104 vers la partie retour 1263 du circuit hydraulique 110, sans être fourni à l'arbre 106, lorsque la direction est en butée dans un sens ou dans l'autre.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un bloc comprenant différents éléments pouvant être utilisé dans un système selon l'invention, tel que par exemple le système 100 de la FIGURE 1.
Plus particulièrement, la FIGURE 2 est une représentation schématique selon une vue isométrique d'un bloc 200 comprenant les moteur-pompes 108i et 1082 et les calculateurs 114i et 1142.
L'ensemble de ces éléments forme un bloc 200 grâce à un support 202. Un cache 204 est disposé sur la partie supérieure des moteur-pompes
Chaque calculateur 114i et 1142 comporte une interface de connexion 206 au réseau de communication 118 et un connecteur de puissance 208 pour recevoir le signal d'alimentation électrique de 24V fourni par la batterie 120.
Un tel bloc 200 est compact et peu encombrant. Ainsi, il peut être facilement intégré dans un véhicule selon l'invention. En outre, un tel bloc peut être facilement manipulé par un opérateur, ce dernier n'ayant pas à manipuler individuellement les moteur-pompes 108i et 1082 et les calculateurs 114i et 1142.
La FIGURE 3 est une représentation schématique partielle d'un véhicule selon l'invention. Le véhicule 300 représenté sur la FIGURE 3 est un bus électrique comprenant des modules de stockage d'électricité rechargeables (non représentés), chaque module pouvant comprendre une ou plusieurs batteries ou une ou plusieurs supercapacités.
Le véhicule 300 peut comprendre un système électrohydraulique d'assistance à la direction, tel que par exemple le système 100 de la FIGURE 1.
Le système 100 est agencé dans le véhicule en partie avant du véhicule 300, par exemple sous un poste de pilotage 302 du véhicule 300, et/ou à proximité immédiat d'un essieu avant 304 directionnel du véhicule 300.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci- dessus. Par exemple, l'invention n'est pas limitée aux bus et peut par exemple être appliquée, aux cars, aux tram-bus et à d'autres véhicules lourds terrestres de transport en commun sur route, de type car.
De plus, le signal d'alimentation peut être fourni par un convertisseur de puissance sans utilisation de batterie.
Par ailleurs, le nombre de moteur-pompes, et donc de calculateurs, peut être supérieur à 1. Autrement dit, le système selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs moteur-pompes.
En outre, un seul et unique calculateur peut être utilisé pour au moins deux moteur-pompes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système ( 100) électrohydraulique d'assistance à la direction pour un véhicule électrique lourd (300), comprenant :
- au moins un réservoir ( 102) de fluide hydraulique,
- au moins un actionneur ( 104) hydraulique pour actionner un arbre (106) de crémaillère de direction dudit véhicule (300), et
- au moins deux moteur-pompes ( 108i- 1082) électriques agencés en parallèle pour alimenter, en fluide hydraulique, ledit actionneur ( 104) hydraulique à partir dudit réservoir ( 102) de fluide hydraulique et ajuster le débit du fluide hydraulique fourni audit actionneur ( 104) hydraulique ;
caractérisé en ce que chaque moteur-pompe électrique ( 108i- 1082) est un moteur-pompe fonctionnant à une tension de 24V.
2. Système ( 100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un moteur-pompe électrique ( 108i- 1082) est commandé pour ajuster sa vitesse de rotation, en fonction d'une combinaison quelconque des paramètres suivants :
- une vitesse de rotation d'un volant dudit véhicule (300), - une vitesse dudit véhicule (300), et
- un poids dudit véhicule (300) ;
dont la (les) valeur(s) est (sont) mesurée(s) ou fournie(s) par un autre dispositif équipant le véhicule.
3. Système ( 100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un moteur-pompe électrique ( 108i- 1082) est commandé pour augmenter, respectivement pour diminuer, sa vitesse de rotation, lorsque la valeur d'au moins un paramètre augmente, respectivement diminue.
4. Système ( 100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un calculateur ( 114i- 1142) pour commander chaque moteur-pompe électrique ( 108i- 1082) en fonction d'au moins un paramètre relatif au véhicule (300).
5. Système (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur individuel (114i-1142) pour au moins un, en particulier chaque, moteur-pompe (108i-1082).
6. Système (100) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'au moins un calculateur (114i-1142) comprend une interface (206) de communication lui permettant de recevoir au moins un signal depuis un dispositif externe (116) audit système (100).
7. Système (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif externe (116) est un calculateur central du véhicule (300).
8. Système (100) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un calculateur (114i-1142) est configuré pour commander chaque moteur-pompe électrique (108i-1082) en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants :
- une vitesse de rotation d'un volant du véhicule (300),
- une vitesse du véhicule (300), et/ou
- un poids du véhicule (300) ;
dont la(les) valeur(s) est(sont) mesurée(s) ou fournie(s) par un autre dispositif équipant le véhicule.
9. Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une batterie (120) basse tension, pour alimenter chaque moteur-pompe électrique (108i-1082).
10. Véhicule (300) électrique lourd équipé d'un système (100) électrohydraulique d'assistance à la direction selon l'une quelconque des revendications précédentes.
11. Véhicule (300) selon la revendication précédente, caractérisé en ce le système (100) électrohydraulique d'assistance à la direction est positionné en partie avant, en particulier à proximité d'un essieu avant (304) dudit véhicule (300), et encore plus particulièrement sous un poste conducteur (302) dudit véhicule (300).
12. Véhicule (300) selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un module de stockage d'énergie électrique rechargeable, délivrant un signal électrique haute tension ; et
- un convertisseur de puissance pour fournir, à partir dudit signal haute tension, un signal électrique basse tension, en particulier 24V, pour alimenter le système (100) électrohydraulique d'assistance à la direction.
13. Véhicule (300) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un bus, d'un car ou d'un tram-bus électrique.
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